JPS62217692A - 両面印刷回路基板モジユ−ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子部品のパフケージングに関するものであり
、更に詳しくは、両面印刷回路基板（Ｐ　ＣＢ）の組立
体すなわちアセンブリに関するものである。

〔従来の技術〕

アビオニクス装置などの多くの電子装置においては、電
子モジュールは背面板またはマザーボードとして知られ
る大きな基板に差し込むための端部コネクターを有する
印刷回路基板上にパッケージされている。ＰＣＢモジュ
ールは、お互いに平行に、かつ背面板に垂直に配置され
ている。

この配置を有する１つの従来方式においては、前記ＰＣ
Ｂモジュールは、対をなすように組立てられており、こ
のモジュールはそれぞれｌ端にだけ単一のコネクターを
もつ両面ＰＣＢモジュールを形成している。従来、両面
ＰＣＢモジュールをパフケージする方法としては、構造
的かつ熱的機能の両方を与える共通のフレーム上に青申
合わせにこれらをとりつける方法がある。言いかえれば
、前記フレームは構造上の支持体および熱伝導体の両者
として機能して、モジュールに発生した熱を、その装置
における、より大きなフレームに伝達することで放出す
る。このような回路部品は、通常これが使用される環境
から保護されなければならない。それゆえ、共通の中央
フレームを使用する場合には、一般に基板の上に突出し
た種々の高さの部品を有するＰＣＢ上に、それぞれ別の
カバーを備えつけることが一般に必要である。別々のカ
バーが必要なことにより、モジュールの厚さは増大し、
この結果全体の部品実装密度が低くなる。

更に、前記カバーは、アセンブリーの構造的かつ熱的機
能の一体性にほとんど寄与せず、かつ、前記モジュール
の試験および保守は更に困難となる。

従来の両面ＰＣＢモジュールに関するもう一つの困難な
点としては、基板間の接続並びに基板から背面板への接
続に対する必要要件に起因するものがある。この要件の
一部は前記基板への、および基板からの入力および出力
信号を処理するための背面板の処理能力に限界があるこ
とに起因するものである。それゆえ、これらの信号のう
ちいくつかは、背面板に達する前に１つの基板から別の
基板に送られる。過去においては、これらのモジュール
内接続は、背面板コネクターが位置する基板の「下」端
部と対向する基板の「上」端部にある特定のコネクター
アセンブリーすなわち可撓性印刷回路コネクターによっ
て達成されていた。明らかに、上記の「上」および「下
」という用語は便宜的な意味で使用されているにすぎな
い。前記背面板および回路基板の方向に制限はない。

このようなモジュール内接続のための配置は、基板上の
導体接続の複雑さを増大させ、いくつかの入力／出力回
路長を増大させ、かつ基板上の部品に対し利用できる基
板面積すなわち、「実装部分」の大きさを減少させる。

更に、この方法で作製された両面モジュールは、試験し
、保守するのが困難である。何故ならば、前記モジュー
ルの上端部に基板間コネクターを取りつけた後は、回路
基板の背面への接近はこれによって妨げられるからであ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

それ故°に、改善された両面ＰＣＢモジュールの必要性
が理解されるであろう。理想的には、この構造は構造的
かつ熱的機能の一体性を維持すべきであるが、更に回路
の複雑さを最小にし、かつ試験および保守のために容易
に接近できるものでなければならない。本発明はこれら
の要求を満足させるものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は基板外および基板間接続両者をアセンブリーの
同じ端部において達成し得るような両面ＰＣＢモジュー
ルに関する。簡単かつ一般的に言えば、本発明のアセン
ブリーは、第１および第２の熱フレーム構造部材とこの
第１および第２の熱フレーム構造部材上にそれぞれ取り
つけられた第１および第２の印刷回路基板から成ってい
る。これらの回路基板はお互い内方に向かい合っており
、かつ熱フレーム構造部材は外部カバーを形成すると同
時に熱的および構造的機能を果たす。前記熱フレーム構
造部材の１端において該部材間に多数ピンコネクターが
とりつけられている。更に前記モジュールは多数の導体
を有する可撓性の相互接続回路を含み、この回路は前記
第１回路基板から多数ピンコネクターを介して前記第２
回路基板まで延びている。前記多数ピンコネクターは、
前記コネクターの選ばれたピンと前記可撓性の相互接続
回路内の選ばれた導体の間の接続を達成する手段と、前
記コネクターアセンブリーのいかなるピンとも接触する
ことなく、上記第１および第２の基板間の選ばれた接続
を達成する手段とを含んでいる。

前記可撓性の相互接続回路におけるいくつかの導体は、
前記コネクターピンのいずれとも接触することなく前記
コネクターアセンブリーを通っていて、モジュール内接
続を形成している。前記可撓性相互接続回路における導
体のうちの他のものは、前記コネクターアセンブリーの
選ばれたピンを前記の２つの回路基板上の選ばれた部品
に接続する。前記基板外および基板間接続は前記アセン
ブリーの同じ端部に達成されるので、該接続は、試験の
ため基板同志が遠ざかるように１８０度も回動される時
でさえも、完全に維持される。前記接続の連続性はまた
、モジュールの組立て中および最終的封止の前において
も維持される。このことは、接続がモジュールの最終的
組立まで完成し得ないような初期の両面ＰＣＢモジュー
ルと対比される。

本発明は、モジュール内の基板間接続の点で信号、路長
を短縮する。背面板相互接続系が一般に２つの等価な群
に分割されるため、はとんどのモジュール内接続は各々
の基板につき一群の接続系を必要とする。一つのＰＣＢ
と関連する人力信号および出力信号の数が、対応する背
面板コネクターの処理能力を越える場合、信号は、モジ
ュール内相互接続回路を介して２つの基板間にこれらを
伝達することにより、他のＰＣＢに割り当てられる。

本発明以前にあっては、前記モジュールの上部を介して
前記信号を伝えていた。これに対し、前記モジュールの
下部でモジュール内接続を行なうことにより、これらの
人力／出力路長は約半分に短縮できる。

本発明のもう１つの利点は、前記アセンブリーの熱的な
機能の一体性が向上することである。これらの熱フレー
ム構造部材の各々は完全に熱伝達に利用され、それに反
して、従来のものでは、前記構造の熱伝導特性にほとん
ど寄与しない、環境に対するカバーを必要とした。

構造的機能の一体性も、前記モジュールの中心軸のまわ
りのより効果的な質量分布のために、本発明によって向
上する。この改善されたモジュールは高い剛性を有し、
このことにより従来の方法に比べより高い共振周波数、
および低い撓みレベルおよび応力レベルが得られる。

最後に、前記モジュールの上部がテストコネクター、状
態指示光等に完全に利用できるので、試験操作は本発明
のモジュールにおいて容易となる。

これらの部品は前記回路基板のいずれかに設置すること
ができ、かつモジュール内接続を妨害しないだろう。な
ぜなら、これらは、夫々該モジュールの対向する末端部
に作製されているからである。

上述のことから、本発明が従来の両面ＰＣＢモジュール
よりも大巾に進歩していることを理解できよう。特に本
発明は、モジュールの同一端部において、モジュールと
背面板との間およびモジュ、−ル内の接続の両方を達成
し、これによって、組み立ておよび試験を単純化し、信
号路長を短縮し、かつ構造的、熱的機能の一体性を改善
するものである。本発明の他の局面および利点は、添付
図面に関連して記載される以下のより詳細な説明から明
らかになろう。

図面に示されるように、本発明は、主として両面印刷回
路基板（ＰＣＢ）モジュールに関するものであり、８亥
モジユールにおいては、２つの回路基板が、背面板また
はマザーボードへの接続に関して単一のアセンブリーと
して構成されている。

過去においては、前記２つのＰＣＢは共通の中心フレー
ム上に組立てられ、外面に部品を有していた。下端部に
おけるコネクターは、背面板との接続を与えるため使用
され、かつ可撓性または他の特定のコネクターはモジュ
ールの上部を横切るモジュール内接続を形成している。

本発明によれば、両面ＰＣＢモジュールは、別々の熱フ
レーム構造部材上にとりつけられ、内側に面した回路部
品を有する各回路基板で構成され、背面板接続およびモ
ジュール内接続の両者は、前記モジュールの下端部にお
ける単一のコネクターおよび可撓性印刷回路アセンブリ
ーによって達成できる。

第１図は、本発明の構造を示し、該構造は、参照番号１
０および１２で示され、かつそれぞれ熱フレーム構造部
材１４および１６上にとりつけられている二つの回路基
板を含んでいる。図に示されるように、基板１０．１２
上に取りつけられた回路部品は、前記モジュールが組立
てられた状態にある時は、内側に面しており、該熱フレ
ーム構造部材１４および１６は、基板１０．１２の外面
上にあり、かつ環境に対する該モジュール用カバーとし
て機能する。前記フレーム構造部材は、従来の熱的かつ
構造的機能をも果たす。

成形コネクター１８は、便宜的に下端部と呼ばれる一端
において、フレーム構造部材１４と１６との間に位置し
ている。前記コネクター１８は、背面板（図示されない
）との電気的接続を得るために使用される２５０ピンＮ
ＡＦＩコネクターなどの任意の従来の多数ピン型であり
得る。

本発明の他の主な部品としては、可撓性の相互接続回路
２０があり、該回路は、前記基板１０と１２との間に広
がっており、コネクター１８と接触している。前記相互
接続は好ましくは、通常フレックス−プリントとして知
られている可撓性印刷回路アセンブリーであり、前記モ
ジュールが組立て状態にある際にはおり重ねられる余分
な長さ部分を含み、その結果前記基板１０および１２を
試験および保守のために角度方向に離れた状態に回転す
ることが可能となる。

第２ａ図および第２ｂ図に更に詳細に示されているよう
に、可撓性コネクター２０は平行な導電体トレースの２
つの層を含みうる。第２ａ図は、例として複数の導電体
トレース２２の第１Ｎを示し、その各々は、コネクター
１８のコネクターピン２４で終端し、はんだ付けなどの
適当な手段によって該ピンに結合されている。第２ｂ図
に例として示される第２層において、ｉｔ体トレース２
６は妨害なしに、かつコネクターピン２４と接触せずに
、コネクター１８を通って伸びている。

この多数ピンの配置は、はとんどの場合において好まし
いものである。なぜならば、該配置は間隔に対する厳し
い要求を考慮することなく、モジュール内接続を容易に
するからである。ピン２４に対するはんだ付接続は単一
の導電体トレースの幅よりかなり大きな面積を要し、か
つ、通常は、個々の層に対しこれらのはんだ付は接続を
行なうことがより便利である。しかしなから、明らかに
、前記背面板接続およびモジュール内接続は、単層可撓
性コネクターを用いて作製され、その際、前記コネクタ
ー１８を通る導体接続を幾分困難にする恐れがある。

前記回路基板１０および１２は、組みたてられた状態に
おいて、任意の公知の手段によって固定し得る。任意の
ねじおよびファスナーが基板１０および１２の下端部を
コネクター１８に固定するために使用し得る。とにかく
、いずれかの側のこれらのファスナーを除去することに
より、略図１０′で示されるように一方の基板が他方の
基板に対し、角度方向に回転するたとが可能になる。

振られている両方の基板に関して、これらの間の角度は
１８０度程変型あり得、試験または保守のための前記回
路部品に容易に接近させ得る。一般に、前記モジュール
は試験用つかみ具に取りつけられる時のみ、このように
して開かれる。この配置の重要な利点はこのモジュール
が開いている間にも、すべての背面板接続およびモジュ
ール内接続が保全されることである。

本発明の別の利点は、前記モジュールの上端部が、いか
なるモジュール内接続によってもふさがれることな（、
指示光、テスト用接続等の取り付けのために自由な状態
になっている。これらの部品は基板１０および１２のい
ずれかにとりつけることができ、かつ前記モジュールが
試験または保守のために開かれる時に操作できるように
なっている。

前記のことから、本発明は、両面ＰＣＢモジュールの分
野において著しく進歩していることが認められるだろう
。特に、本発明は、背面板接続およびモジュール内接続
が該モジュールの同じ端部において形成されるようなモ
ジュールを提供する。

これは、組立ておよび試験のため前記モジュールにより
一層接近することを可能にするだけでなく、熱的かつ構
造的一体性を向上させ、また人力／出力信号路長を短縮
させる。また、本発明の特定の態様につき、説明のため
詳細に述べてきたが、本発明の精神および範囲を逸脱す
ることなく、種々の変更が可能であるものと理解すべき
である。従って、本発明は特許請求の範囲による以外は
何等限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による両面ＰＣＢモジュールの、一部所
面図で示した部分正面図であり、第２ａ図および第２ｂ
図は、それぞれモジュールからコネクターピンへの信号
トレース（第２ａ図）、および回路基板から回路基板へ
の信号トレース（第２’ｂ図）を示す、本発明のアセン
ブリーに用いられる二層のコネクターの略平面図である
。 （主な参照番号） １０．１２・・・回路基板、１４．１６・・・熱フレー
ム構造部材、１８・・・コネクター、２０・・・可撓性
コネクター、２２．２６・・・導電体トレース、２４・
・・コネクターピン。 昭和　　年　　月　　日

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１および第２の熱フレーム構造部材と、該第１
   および第２の熱フレーム構造部材上にそれぞれ取り付け
   られた第１および第２の印刷回路基板とを包含し、 該回路基板はお互に内側方向に面し、かつ該熱フレーム
   構造部材は、外部カバーを形成すると同時に、熱的およ
   び構造的機能を満足させるものであり、 前記熱フレーム構造部材の一端において該部材間にとり
   つけられた多数ピンコネクターと、前記第１回路基板か
   ら前記多数ピンコネクターを介して第２回路基板へ延び
   ている、多数の導体を有する可撓性相互接続回路とを包
   含し、前記多数ピンコネクターが、該コネクターの選択
   されたピンと前記可撓性相互接続回路における選択され
   た導体との間の接続を達成する手段と、前記コネクター
   アセンブリーのいずれのピンにも接触することなく、前
   記第１および第２の基板間の選択された接続を確立する
   手段とを包含することを特徴とする両面印刷回路基板（
   ＰＣＢ）モジュールアセンブリー。
2. （２）前記可撓性相互接続回路が前記コネクターのピン
   との接続のための第１導体群と、該コネクターのピンに
   接触することなく一方のＰＣＢから他方のＰＣＢへの接
   続を達成するための第２導体群とを含むことを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項に記載のＰＣＢモジュール
   アセンブリー。
3. （３）前記第１および第２の導体群が上記可撓性相互接
   続回路の別々の層に配置されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第（２）項に記載のＰＣＢモジュールアセ
   ンブリー。
4. （４）前記可撓性相互接続回路が、前記回路基板間で相
   対的角度方向の移動を可能にするのに十分な長さであり
   、この結果該基板の組立ておよび試験が容易になること
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載のＰＣＢ
   モジュールアセンブリー。
5. （５）第１および第２の熱フレーム構造部材と、該第１
   および第２の熱フレーム構造部材上にそれぞれ取り付け
   られた第１および第２の印刷回路基板と、前記第１およ
   び第２の熱フレーム構造部材を一定間隔を有する平行関
   係をもって固定する手段とを包含し、 前記回路基板はお互いに内側方向に面し、かつ該熱フレ
   ーム構造部材は外部カバーを形成すると同時に熱的かつ
   構造的機能を満たすものであり、 前記熱フレーム部材の１端において該部材間に取り付け
   られた多数ピンコネクターと、前記第１回路基板から前
   記多数ピンコネクターを介し前記第２回路基板に延びて
   いる、多数の導体を有する相互接続回路とを包含し、 前記多数ピンコネクターが、該コネクターの選択された
   ピンと前記相互接続回路における選択された導体との間
   の接続を達成する手段と、前記コネクターアセンブリー
   のいかなるピンにも接触することなく、前記第１および
   第２の基板間の選択された接続を達成するための手段と
   を含むことを特徴とする両面印刷回路基板 （ＰＣＢ）モジュールアセンブリー。
6. （６）前記コネクター回路がその全長にわたり、印刷さ
   れた導電性トレースを有する可撓性材料のストリップ形
   状を有することを特徴とする特許請求の範囲第（５）項
   に記載の両面ＰＣＢモジュールアセンブリー。
7. （７）前記可撓性相互接続回路が前記コネクターのピン
   との接続のための第１導体群と、該コネクターのピンに
   接触することなく１方のＰＣＢから他方のＰＣＢへの接
   続を達成するための第２導体群とを含むことを特徴とす
   る特許請求の範囲第（５）項に記載のＰＣＢモジュール
   アセンブリー。
8. （８）前記第１および第２の導体群が、上記可撓性相互
   接続回路の別々の層に配置されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第（７）項に記載のＰＣＢモジュールア
   センブリー。
9. （９）前記可撓性相互接続回路が、前記回路基板間での
   相対的角度方向の移動を可能にするに十分長く、この結
   果該基板の組立ておよび試験が容易になることを特徴と
   する特許請求の範囲第（６）項に記載のＰＣＢモジュー
   ルアセンブリー。